package PriorityQueue;

import java.util.Arrays;

public class TestHeap {
    public int[] elem;
    public int usedSize;

    public TestHeap() {
        this.elem = new int[10];
    }

    public void initElem(int[] array){
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            this.elem[i] = array[i];
            this.usedSize++;
        }
    }

    //创建根堆
    public void createHeap(){
        for (int parent = (usedSize-1-1)/2; parent >= 0 ; parent--) {
            siftDown(parent,usedSize);
        }
    }

    /**
     * 向下调整
     * @param parent 每棵子树调整的起始位置
     * @param usedSize 判断每棵子树在什么时候去调整结束
     * 时间复杂度：
     *  -最坏情况：O(n)（错位相减法，树的每层节点个数*调整的高度）
     *   T(N) = N-log2(N+1) 约等于n
     */
    private void siftDown(int parent, int usedSize) {
        int child = 2*parent + 1;
        while (child < usedSize){
            //找到左右孩子的最大值
            if(child+1 < usedSize && elem[child] < elem[child+1]){
                child++;
            }
            //交换
            if (elem[child] > elem[parent]){
                swap(elem,child,parent);
                parent = child;
                child = 2*parent+1;
            }else {
                break;
            }
        }
    }

    private void swap(int[] elem,int i,int j){
        int tmp = elem[i];
        elem[i] = elem[j];
        elem[j] = tmp;
    }

    /**
     * 向上调整
     * @param child 添加到末尾的元素的位置下标
     * 时间复杂度为Nlog2N
     * 思路：错位相减法，树的每层节点个数*调整的高度
     */
    public void siftUp(int child){
        int parent = (child-1)/2;
        while (parent >= 0){
            if (elem[child] > elem[parent]) {
                swap(elem, child, parent);
                child = parent;
                parent = (child - 1) / 2;
            }else{
                break;
            }
        }
    }

    //堆的插入
    public void offer(int val){
        if (isFull()){
            this.elem = Arrays.copyOf(elem,2*elem.length);
        }
        elem[usedSize] = val;
        siftUp(usedSize);
        this.usedSize++;
    }

    //判断是否为满
    private boolean isFull(){
        return this.usedSize == elem.length;
    }

    //判断是否为空
    private boolean isEmpty(){
        return this.usedSize == 0;
    }

    //堆的删除
    public int poll(){
        if (isEmpty()){
            return -1;
        }
        int val = elem[0];
        swap(elem,0,usedSize-1);
        siftDown(0,usedSize-1);//删除了元素，就要边界发生变化
        this.usedSize--;
        return val;
    }

    //堆的取出
    public int peek(){
        if (isEmpty()){
            return -1;
        }
        int val = elem[0];
        return val;
    }



    /**
     * 堆排（从小到大排序）
     * 都是从堆顶的判断
     * 首先先交换，堆顶的此时是最大的，所以最后交换后指定是最大的
     * 然后在去调整，调整之后还是最大的，那么依旧交换，那么在原数组上就是有序的
     */
    public void heapSort(){
        int end = usedSize-1;
        while(end > 0){
            swap(elem,0,end);
            siftDown(0,end);
            end--;
        }
    }
}
